DE2623119B1

DE2623119B1 - Anlassvorrichtung fuer einen asynchronmotor

Info

Publication number: DE2623119B1
Application number: DE19762623119
Authority: DE
Inventors: Vind Holger Vilhelm
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1976-05-22
Filing date: 1976-05-22
Publication date: 1977-09-29
Also published as: FR2352431B1; FR2352431A1; GB1573382A; CA1087720A; US4118753A; CH613572A5; DE2623119C2; SE7705818L; JPS52143424A; DK213777A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlaßvorrichtung für einen Asynchronmotor, bei der ein Kondensator und ein PTC-Widerstand eine Reihenschaltung bilden.

Es ist eine Schaltung bekannt, bei der ein Anlaßkondensator, ein PTC-Widerstand und die Anlaßwicklung eines Asynchronmotors in Reihe liegen (GB-PS 42 126). Der PTC-Widerstand ist so bemessen, daß er vom hindurchfließenden Anlaßstrom so stark beheizt wird, daß er am Ende der gewünschten Anlaßperiode eine so hohe Temperatur annimmt, daß der dann vorhandene Widerstandswert den im Anlaßzweig fließenden Strom ausreichend klein hält Empfehlenswert sind solche PTC-Widerstände, die in der Widerstands-Temperatur-Kennlinie unterhalb einer Grenztemperatur einen flachen und oberhalb dieser Grenztemperatur einen steilen Ast haben. Für normale Anwendungszwecke wird eine Grenztemperatur von etwa 100⁰C als zweckmäßig angesehen, damit eine ausreichende Temperaturdifferenz für die Beheizung zur Verfügung steht, die bei nicht zu großer Masse des PTC-Widerstandes eine genügend lange Anlaßperiode herbeiführt. Im Betrieb muß dann durch den hindurchfließenden Reststrom eine Temperatur von rund 120⁰C aufrechterhalten werden.

Eine solche Anlaßschaltung hat einen sehr einfachen Aufbau ohne bewegliche Teile. Der PTC-Widerstand dient nicht nur als Zeitglied, sondern auch als Schutzvorrichtung für den Anlaßzweig. Er wirkt auch als Vorwiderstand für den Kondensator, der ein zu schnelles Aufladen und Entladen und daher störende Stromstöße verhindert.

Es ist ferner bekannt, einen Elektrolytkondensator als Anlaßkondensator in Verbindung mit einem Anlaßrelais zu verwenden. Hierbei wird ein Entladewiderstand, der keine wesentliche Erwärmung erfahren kann, unmittelbar am Elektrolytkondensator angebracht (Elektro-Anzeiger vom 21.4.1965, Seiten 41 und 42).

Des weiteren ist es bekannt, einen Anlaßkondensator und ein Anlaßrelais gemeinsam in einem durchgehenden Gehäuse unterzubringen, das am Motorgehäuse befestigt wird (FR-PS 10 29 540).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf der Basis der Anlaßschaltung nach der GB-PS 1042 126 eine für die Praxis geeignete und nur geringe Abmessungen aufweisende Anlaßvorrichtung anzugeben. Diese Aufgabe wird bei einer Anlaßvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kondensator als Elektrolytkondensator ausgebildet und mit dem PTC-Widerstand in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht, aber von ihm durch eine Zwischenwand getrennt ist, daß die Gehäusewand im Bereich des PTC-Widerstandes Ventilationsöffnungen hat und daß das Gehäuse ferner zwei von außen zugängliche Anschlußvorrichtungen trägt.

Bei dieser Anlaßvorrichtung wird als Kondensator ein Elektrolytkondensator verwendet, der einen verhältnismäßig geringen Platzbedarf hat. Elektrolytkondensatoren sind aber temperaturempfindlich; sofern man von teuren Sonderkonstruktionen absieht, dürfen sie eine Temperatur von 8O⁰C nicht überschreiten. Obwohl der PTC-Widerstand während der normalen Betriebszeit auf einer verhältnismäßig hohen Temperatur gehalten werden muß, kann er relativ dicht neben dem Elektrolytkondensator angeordnet werden, da die Zwischenwand eine Wärmeübertragung auf den Kondensator durch Strahlung oder Konvektion verhindert. Der PTC-Widerstand vermag auch nicht das Gehäuse auf eine seiner Temperatur entsprechende Temperatur aufzuheizen, da die von der Strahlung getroffenen Gehäuseteile von der durch die Ventilationsöffnungen zu- und abströmenden Luft gekühlt werden. Da auch der PTC-Widerstand selbst durch die Luft gekühlt wird, ist es möglich, seine Grenztemperatur und damit auch seine Betriebstemperatur niedriger zu wählen, ohne dadurch die durch den Aufheizvorgang bestimmte Anlaßperiode zu verkürzen. Hinzu kommt, daß alle wesentlichen Teile der Anlaßvorrichtung in einem einzigen Gehäuse zusammengefaßt und dort geschützt untergebracht sind, so daß bei der Endmontage lediglich Anschlußleitungen zu den beiden von außen zugänglichen Anschlußvorrichtungen angebracht werden müssen.
Eine besonders einfache Konstruktion ergibt sich, wenn der Elektrolytkondensator zumindest teilweise durch an einer Stirnseite austretende Anschlußdrähte von der Zwischenwand getragen ist. Der eine Anschlußdraht kann dann unmittelbar zu dem Kontakt

ORIGiNAL INSPECTED

für den PTC-Widerstand auf der anderen Seite der Zwischenwand führen.

Die Anschlußvorrichtungen können von einer zweiten Zwischenwand getragen sein. Auch hierbei ergeben sich kurze Leitungsverbindungen.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der PTC-Widerstand zwischen den beiden Zwischenwänden und sind die Anschlußvorrichtungen in einem Gehäuseabschnitt außerhalb der zweiten Zwischenwand angeordnet. Dies ergibt eine Anordnung, die räumlich sehr gedrängt aufgebaut ist und mit kurzen Leitungen auskommen kann. Die beiden Zwischenwände begrenzen die den PTC-Widerstand enthaltende Kammer in einer solchen Weise, daß sich eine sehr gute Ventilation ergibt, wenn die drei Abschnitte nebeneinander liegen.

Insbesondere kann das Gehäuse napfförmig und der Abschnitt für die Anschlußvorrichtungen am offenen Ende angeordnet sowie durch einen Deckel verschlossen sein. Auf diese Weise sind alle Bauelemente gut geschützt untergebracht. Die Anschlußvorrichtungen sind jedoch nach Abnehmen des Deckels leicht zugänglich.

Es erleichtert die Montage, wenn die beiden Zwischenwände durch Stützen im Abstand voneinander gehalten sind und je eine Federplatte tragen, zwischen denen der im wesentlichen scheibenförmige PTC-Widerstand gehalten ist. Sämtliche elektrischen Bauteile sind dann von den Zwischenwänden gehalten. Die so gebildete Einheit kann bequem in ein Gehäuse eingesetzt werden, sei es das erwähnte napfförmige Gehäuse, sei es ein in einer Axialebene geteiltes, also aus zwei Halbschalen bestehendes Gehäuse.

Zweckmäßig ist es ferner, wenn die erste Zwischenwand dicht in eine Innennut der Gehäusewand eingerastet ist. Auf diese Weise ergibt sich ein hohes Maß an Sicherheit für den Fall, daß der Elektrolytkondensator undicht werden sollte. Er befindet sich in einem dichten Raum, so daß die Elektrolytflüssigkeit keinen Schaden stiften kann. Ein Kurzschluß im Kondensator hat keine negativen Auswirkungen auf den Elektromotor, da dieser durch den PTC-Widerstand geschützt ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Sie zeigt eine erfindungsgemäße Anlaßvorrichtung im schematischen Längsschnitt

Ein napfförmiges Gehäuse 1 aus etwas elastischem Kunststoff weist einen Boden 2 und eine Wand 3 auf. Es ist am offenen Ende durch einen Deckel 4 aus ähnlichem Material abgeschlossen. Der Innenraum ist durch zwei Zwischenwände 5 und 6 in drei Abschnitte 7, 8 und 9 unterteilt. Es befinden sich im Abschnitt 7 ein Elektrolytkondensator 10, im Abschnitt 8 ein PTC-Widerstand 11 und im Abschnitt 9 zwei Anschlußvorrichtungen 12 und 13. Die Wand 3 des Gehäuses 1 ist im Bereich des Abschnitts 8 mit Ventilationsöffnungen 14 versehen. Die Zwischenwände 5 und 6 bestehen aus einem steifen, elektrisch isolierenden Kunststoff. Darüberhinaus besteht zumindest die Zwischenwand 5 aus einem wärmeisolierenden Material.

Die Anschlußvorrichtung 12 ist direkt mit einem Anschlußdraht 15 des Elektrolytkondensator 10 verbunden. Die Anschlußvorrichtung 13 ist elektrisch mit einer Federplatte 16 verbunden, die auf der gegenüberliegenden Seite der Zwischenwand 6 angeordnet ist Die Verbindung kann beispielsweise durch eine Niet erfolgen. Eine zweite Federplatte 17 ist auf der gegenüberliegenden Seite an der Zwischenwand 5 befestigt und mit dem zweiten Anschlußdraht 18 des Elektrolytkondensators 10 verbunden. Die beiden Zwischenwände sind über Stützen 19 in einem vorgegebenen Abstand voneinander gehalten. Infolgedessen kann der PTC-Widerstand 11 durch Federkraft zwischen den beiden Federplatten 16 und 17 festgehalten sein. Die Zwischenwand 5 hat einen etwas größeren Durchmesser als der Innendurchmesser der Umfangswand 3 und ist dicht in eine Innennut 20 der Umfangswand eingeschnappt.

Bei der Montage wird in der Weise vorgegangen, daß zunächst die Teile 12,13 und 16 an der Zwischenwand 6 und das Teil 17 an der Zwischenwand 5 befestigt werden. Dann werden die Zwischenwände über drei Stützen 19 miteinander vereinigt. Nunmehr werden die Anschlußdrähte des Kondensators 10 durch die Zwischenwand 5 gesteckt und an der Federplatte 17 bzw. dem Anschlußstecker 12 angelötet. Danach wird von der Seite her der scheibenförmige PTC-Widerstand 11 zwischen die Federplatten 16 und 17 geschoben. Nunmehr wird die so vormontierte Baueinheit von der Stirnseite her in das sich etwas elastisch aufweitende Gehäuse 3 eingeschoben, bis die Zwischenwand 5 in die Umfangsnut 20 einrastet.

Eine solche Anlaßvorrichtung kann mit nicht veranschaulichten Befestigungsmitteln in vorzugsweise horizontaler Lage unmittelbar am Motor befestigt werden. Alsdann braucht lediglich der Deckel 4 abgenommen, die Anschlußleitungen des Anlaßzweiges mit den Anschlußvorrichtungen 12 und 13 verbunden und schließlich der Deckel 4 wieder aufgesetzt zu werden, wobei die Anschlußleitungen über nicht veranschaulichte öffnungen im Deckel 4 herausgeführt werden.

Im Betrieb wird bei jedem Anlaßvorgang zunächst ein verhältnismäßig starker, phasenverschobener Strom durch die Reihenschaltung von Kondensator 10 und PTC-Widerstand 11 sowie die Anlaßwicklung fließen. Hierbei erwärmt sich der PTC-Widerstand. Sobald er eine Grenztemperatur überschritten hat, steigt sein Widerstandswert an. Der Strom im Anlaßzweig sinkt auf einen unschädlich kleinen Wert, der jedoch ausreicht, um den PTC-Widerstand auf einer Temperatur oberhalb des Grenzwertes zu halten. Diese Temperatur kann sich jedoch nicht auf den Elektrolytkondensator 19 auswirken, da die Wärmestrahlung durch die Zwischenwand 5 abgehalten wird und eine Wärmeleitung durch Konvektion weitgehend unterbunden ist, weil sich die Luft im Abschnitt 8 nicht erwärmen kann, sondern fortwährend durch kühle Luft ersetzt wird.

Das Gehäuse kann auch einen anderen Aufbau haben. Beispielsweise können die Anschlußvorrichtungen 12 und 13 an der Gehäusewand selbst befestigt sein. Unter Beibehaltung der vormontierten Baueinheit kann das Gehäuse auch in einer die Längsachse durchsetzenden Ebene geteilt, also in zwei Halbschalen ausgebildet sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anlaßvorrichtung für einen Asynchronmotor, bei der ein Kondensator und ein PTC-Widerstand eine Reihenschaltung bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (10) als Elektrolytkondensator ausgebildet und mit dem PTC-Widerstand (11) in einem gemeinsamen Gehäuse (1) untergebracht, aber von ihm durch eine Zwischenwand (5) getrennt ist, daß die Gehäusewand (3) im Bereich des PTC-Widerstandes Ventilationsöffnungen (14) hat und daß das Gehäuse ferner zwei von außen zugängliche Anschlußvorrichtungen (12, 13) trägt.

2. Anlaßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolytkondensator (10) zumindest teilweise durch an einer Stirnseite austretende Anschlußdrähte (15, 18) von der Zwischenwand (5) getragen ist.

3. Anlaßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußvorrichtungen (12,13) von einer zweiten Zwischenwand (6) getragen sind.

4. Anlaßvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der PTC-Widerstand (11) zwischen den beiden Zwischenwänden (5 und 6) und die Anschlußvorrichtungen (12, 13) in einem Gehäuseabschnitt außerhalb der zweiten Zwischenwand (6) angeordnet sind.

5. Anlaßvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) napfförmig und der Abschnitt für die Anschlußvorrichtungen am offenen Ende angeordnet sowie durch einen Deckel (4) verschlossen ist.

6. Anlaßvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zwischenwände (5,6) durch Stützen (19) im Abstand voneinander gehalten sind und je eine Federplatte (16,17) tragen, zwischen denen der im wesentlichen scheibenförmige PTC-Widerstand (11) gehalten ist.

7. Anlaßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zwischenwand (5) dicht in eine Innennut (20) der Gehäusewand (3) eingerastet ist.